Titanium dioksida (TiO2) merupakan salah satu bahan yang menjanjikan yang memenuhi persyaratan fotokatalis. Penelitian ini mempelajari pengaruh doping Zn dan N pada struktur geometri dan elektronik TiO2 anatas. Untuk mengetahui struktur dan proses kinerja fotokatalitik digunakan perhitungan density functional theory (DFT) dengan algoritma generalized gradient approximation (GGA) menggunakan parameterisasi Perdew-Burke-Ernzerhof (PBEsol). Perhitungan struktur elektronik menggunakan parameter Hubbard U. Setelah optimasi terjadi distorsi volume kisi doping Zn 1,011 Å, doping N 1,209 Å dan co-doping Zn-N 1,646 Å. Data tersebut menunjukkan bahwa doping dapat mempengaruhi perubahan struktural. Perhitungan struktur elektronik menghasilkan celah pita TiO2 murni sebesar 3,18 eV, kemudian terjadi penyempitan celah pita yang disebabkan oleh dopan. Celah pita doping Zn 2,9 eV, doping N 2,78 eV dan co-doping Zn-N 2,74 eV. Struktur elektronik baru hasil doping tidak hanya menyebabkan penyempitan celah pita tapi juga dapat menghambat rekombinasi pasangan elektron-hole, secara signifikan dapat meningkatkan aktivitas fotokatalitik TiO2 di daerah cahaya tampak.

ABSTRACT:
Titanium dioxide (TiO2) is one of promising material that meets the requirements of photocatalysts. This research studies the effect of Zn and N doping on the geometric and electronic structure of anatase TiO2. To determine the structure and process of photocatalytic performance, density functional theory (DFT) calculations are used with the generalized gradient approximation (GGA) algorithm using Perdew-Burke-Ernzerhof (PBEsol) parameterization. The calculation of the electronic structure used Hubbard U parameters. After optimization, the volume distortion of Zn doping was 1,011 Å, doping N 1,209 Å and Zn-N co-doping 1,646 Å. These data suggest that doping can affect structural changes. The calculation of the electronic structure resulted in a pure TiO2 bandgap of 3.18 eV, then the bandgap narrowing was caused by dopants. Band gap for Zn doping 2.9 eV, N doping 2.78 eV and Zn-N co-doping 2.74 eV. The new doping electronic structure not only causes band gap narrowing but can also inhibit the recombination of electron-hole pairs, significantly increasing the photocatalytic activity of TiO2 in the visible light region.